Селекция растений - Plant breeding

Йекоро пшеница (верно) сорт чувствительна к засолению, растения, полученные от гибридного скрещивания с сортом W4910 (слева), проявляют большую устойчивость к высокому засолению

Селекция растений это наука об изменении черт растения для получения желаемых характеристик.[1] Его использовали для улучшения качества пищевых продуктов для людей и животных.[2] Цели селекции растений заключаются в создании сортов сельскохозяйственных культур, обладающих уникальными и превосходными характеристиками, для различных сельскохозяйственных целей. Чаще всего рассматриваются характеристики, связанные с устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам, урожайностью зерна или биомассы, характеристиками качества конечного использования, такими как вкус или концентрация конкретных биологических молекул (белков, сахаров, липидов, витаминов, волокон) и простотой обработки. (сбор урожая, помол, выпечка, солодирование, купажирование и т. д.). [3]Селекция растений может осуществляться с помощью множества различных методов, начиная от простого отбора растений с желательными характеристиками для размножения и заканчивая методами, использующими знания генетики и хромосом, и более сложными молекулярными методами (см. культиген и сорт ). Гены растения определяют, какие качественные или количественные признаки оно будет иметь. Селекционеры стремятся создать определенный результат из растений и потенциально новых сортов растений.[2]

Его практикуют во всем мире такие люди, как садоводы и фермеры, а также профессиональные селекционеры, нанятые такими организациями, как правительство институты, университеты, отраслевые ассоциации или исследовательские центры.

Агентства международного развития считают, что выращивание новых культур важно для обеспечения Продовольственная безопасность путем создания новых сортов, которые будут более урожайными, устойчивыми к болезням, засухоустойчивыми или адаптированными к различным условиям окружающей среды и условиям выращивания в различных регионах.

История

Основная статья: История селекции растений

Селекция растений началось с оседлого земледелия и, в частности, с приручения первых сельскохозяйственный растения, практика, которой, по оценкам, насчитывается от 9000 до 11000 лет.[4] Первоначально первые фермеры просто отбирали пищевые растения с особыми желательными характеристиками и использовали их в качестве прародители для последующих поколений, что приведет к накоплению ценных черты через некоторое время.

Прививка технология применялась в Китае до 2000 г. до н.э.[5]

К 500 г. до н.э. прививка была хорошо развита и практиковалась.[6]

Грегор Мендель (1822–84) считается «отцом генетика ". Его эксперименты с растением гибридизация привело к его созданию законы о наследовании. Генетика стимулировала исследования по улучшению растениеводства за счет селекции растений.

Современная селекция растений - это прикладная генетика, но ее научная база шире, охватывая молекулярная биология, цитология, систематика, физиология, патология, энтомология, химия, и статистика (биометрия ). Также была разработана собственная технология.

Классическая селекция растений

О роли скрещивания и селекции растений в виноградарстве см. Размножение виноградной лозы.
Селекция увеличила желаемые признаки дикорастущей капусты (Brassica oleracea ) за сотни лет, что привело к появлению десятков современных сельскохозяйственных культур. Капуста, капуста, брокколи, и цветная капуста все сорта этого растения.

Одним из основных методов селекции растений является отбор, процесс селективного размножения растений с желательными характеристиками и устранения или «отбраковки» растений с менее желательными характеристиками.[7]

Другой прием - преднамеренное скрещивание (переход) близкородственных или дальних родственников для создания новых сортов или линий сельскохозяйственных культур с желательными свойствами. Растения скрещивают для внедрения черты /гены из одного сорта или линии в новый генетический фон. Например, плесень -устойчивый горох может быть скрещен с высокоурожайным, но восприимчивым горохом, цель скрещивания - обеспечить устойчивость к плесени без потери характеристик высокой урожайности. Потомство от скрещивания затем должно быть скрещено с высокопродуктивным родителем, чтобы гарантировать, что потомство больше всего похоже на высокопродуктивного родителя, (обратное скрещивание). Потомство от этого скрещивания будет затем проверяться на урожайность (отбор, как описано выше), устойчивость к плесени и получение высокоурожайных устойчивых растений. Растения также можно скрещивать с самими собой для получения инбредный сорта для разведения. Опылителями могут быть не входит за счет использования мешки для опыления.

Классическое разведение во многом опирается на гомологичная рекомбинация между хромосомами для создания генетическое разнообразие. Классический селекционер может также использовать ряд in vitro такие методы, как слияние протопластов, спасение эмбрионов или же мутагенез (см. ниже) для создания разнообразия и производства гибридных растений, которых не было бы в природа.

Характеристики, которые селекционеры пытались внедрить в культурные растения, включают:

  1. Улучшенный качественный, например, улучшенное питание, улучшенный вкус или большая красота
  2. Повысился урожай урожая
  3. Повысился толерантность давления на окружающую среду (соленость, экстремальный температура, засуха )
  4. Устойчивость к вирусы, грибы и бактерии
  5. Повышенная толерантность к насекомое вредители
  6. Повышенная переносимость гербициды
  7. Более длительный срок хранения собранного урожая

Перед второй мировой войной

Каталог Гартона 1902 года

Успешные коммерческие селекционные предприятия были созданы с конца 19 века.[требуется разъяснение ] Заводчики сельскохозяйственных растений Gartons в Англии была основана в 1890-х годах Джоном Гартоном, который одним из первых начал коммерциализацию новых сортов сельскохозяйственных культур, созданных путем перекрестного опыления.[8] Первым представлением фирмы было Abundance. Овсяный, один из первых сортов сельскохозяйственных культур, выведенных из контролируемый крест, введенный в торговлю в 1892 году.[9][10]

В начале 20 века селекционеры поняли, что Менделя выводы о неслучайном характере наследование может быть применен к саженец популяции, созданные с помощью преднамеренных опыления для прогнозирования частот разных типов. Выведены гибриды пшеницы для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Италия во время так называемого "Битва за зерно " (1925–1940). Гетерозис было объяснено Джордж Харрисон Шулл. Он описывает тенденцию потомков определенного кросса превосходить обоих родителей. Обнаружение полезности гетерозиса для селекции растений привело к развитию инбредных линий, которые демонстрируют преимущество гетеротической урожайности при их скрещивании. Кукуруза был первым видом, в котором гетерозис широко использовался для получения гибридов.

Статистический были также разработаны методы для анализа действия генов и отделения наследственных вариаций от вариаций, вызванных окружающей средой. В 1933 году появился еще один важный метод разведения, цитоплазматическое мужское бесплодие (CMS), разработанная для кукурузы, была описана Маркус Мортон Роудс. CMS - это наследуемая по материнской линии черта, которая делает растение бесплодным. пыльца. Это позволяет производить гибриды без необходимости трудозатратных удаление метелок.

Эти ранние методы селекции привели к значительному увеличению урожайности в Соединенные Штаты в начале 20 века. Подобное увеличение урожайности не производилось в других местах до Вторая Мировая Война, то Зеленая революция увеличение производства сельскохозяйственных культур в развивающихся странах в 1960-е годы.

После Второй мировой войны

In vitro культивирование Vitis (виноградной лозы), Институт селекции винограда Гейзенхайма

Следующий Вторая Мировая Война Был разработан ряд методов, которые позволили селекционерам растений гибридизировать отдаленно родственные виды и искусственно индуцировать генетическое разнообразие.

При скрещивании отдаленно родственных видов селекционеры используют ряд культура ткани растений методы получения потомства от бесплодного спаривания. Межвидовые и межродовые гибриды получают от скрещивания родственных видов или родов, которые обычно не растут. половым путем друг с другом. Эти кресты называются Широкие кресты. Например, каша тритикале это пшеница и рожь гибридный. Клетки растений, полученные от первого поколения, созданного в результате скрещивания, содержали неравномерное количество хромосом и в результате были стерильными. В деление клеток ингибитор колхицин был использован для удвоения количества хромосомы в клетка и таким образом позволить производство плодородной линии.

Неспособность произвести гибрид может быть из-за пре- или пост-оплодотворение несовместимость. Если оплодотворение возможно между двумя видами или родами, гибрид эмбрион может прерваться до созревания. Если это действительно происходит, то эмбрион, полученный в результате межвидового или межродового скрещивания, иногда можно спасти и культивировать для получения целого растения. Такой метод называется Спасение эмбрионов. Этот метод был использован для производства новый рис для Африки, межвидовой гибрид азиатского риса (Oryza sativa) и Африканский рис (Орыза глаберрима).

Гибриды также могут быть получены методом, называемым протопласт слияние. В этом случае протопласты сливаются, обычно в электрическом поле. Жизнеспособные рекомбинанты можно регенерировать в культуре.

Химическая мутагены подобно EMS и DMS, радиация и транспозоны используются для создания мутанты с желательными чертами, которые можно скрещивать с другими сорта - процесс, известный как Мутационное разведение. Селекционеры классических растений также создают генетическое разнообразие внутри вида, используя процесс, называемый сомаклональная вариация, который встречается в растениях, полученных из культуры тканей, особенно в растениях, полученных из мозоль. Индуцированный полиплоидия, а также добавление или удаление хромосом с помощью техники, называемой хромосомная инженерия также могут быть использованы.

Сельскохозяйственные исследования растений картофеля

Когда желаемый признак был выведен в вид, делается ряд скрещиваний с предпочтительным родителем, чтобы сделать новое растение максимально похожим на предпочтительного родителя. Возвращаясь к примеру скрещивания устойчивого к мучнистой росе гороха с высокоурожайным, но восприимчивым горохом, чтобы сделать устойчивое к мучнистой росе потомство скрещивания, наиболее похожее на высокопродуктивного родителя, потомство будет скрещено с этим родителем в течение нескольких поколений ( Видеть обратное скрещивание ). Этот процесс устраняет большую часть генетического вклада родителя, устойчивого к плесени. Таким образом, классическое разведение - это циклический процесс.

При использовании классических методов селекции селекционер не знает, какие именно гены были введены в новые сорта. Немного ученые поэтому утверждают, что растения, полученные с помощью классических методов селекции, должны пройти тот же режим испытаний на безопасность, что и генетически модифицированный растения. Были случаи, когда растения, выращенные с использованием классических методов, были непригодны для потребления человеком, например яд соланин был непреднамеренно повышен до неприемлемого уровня в некоторых разновидностях картофель через селекцию растений. Новые сорта картофеля часто проверяются на содержание соланина перед поступлением на рынок.

Современное растениеводство

Современная селекция растений может использовать методы молекулярной биологии для отбора или, в случае генетической модификации, для вставки желаемых признаков в растения. Применение биотехнологии или молекулярной биологии также известно как молекулярное разведение.

В настоящее время в селекции растений используются современные средства молекулярной биологии.

Выбор с помощью маркера

Основная статья: Выбор с помощью маркера

Иногда много разных генов могут влиять на желаемый признак в селекции растений. Использование таких инструментов, как молекулярные маркеры или же Дактилоскопия ДНК может отображать тысячи генов. Это позволяет селекционерам проверять большие популяции растений на предмет тех, которые обладают интересующим признаком. Скрининг основан на наличии или отсутствии определенного гена, определяемого лабораторными процедурами, а не на визуальной идентификации выраженного признака у растения. Цель селекции с помощью маркеров или анализа генома растений - определить местоположение и функцию (фенотип ) различных генов в геноме. Если все гены идентифицированы, это приводит к последовательность генома.[нужна цитата ][требуется разъяснение ] Все растения имеют разные размеры и длину геномов с генами, кодирующими разные белки, но многие из них одинаковы. Если местоположение и функция гена определены у одного вида растений, очень похожий ген, вероятно, также может быть найден в аналогичном месте в геноме другого родственного вида.[11]

Обратное разведение и удвоенные гаплоиды (DH)

Основная статья: Удвоенная гаплоидия

[требуется разъяснение ]Гомозиготный растения с желаемыми характеристиками могут быть получены из гетерозиготный исходные растения, если можно получить гаплоидную клетку с аллелями этих признаков, а затем использовать ее для создания удвоенный гаплоид. Удвоенный гаплоид будет гомозиготным по желаемым признакам. Более того, созданные таким образом два разных гомозиготных растения можно использовать для получения поколения F1 гибрид растения, которые обладают преимуществами гетерозиготности и более широкого диапазона возможных признаков. Таким образом, индивидуальное гетерозиготное растение, выбранное по его желательным характеристикам, может быть преобразовано в гетерозиготный сорт (гибрид F1) без необходимости вегетативное размножение но в результате скрещивания двух гомозиготных / удвоенных гаплоидных линий, полученных от первоначально выбранного растения.[12] Культивирование растительной ткани может дать гаплоидные или двойные гаплоидные линии и поколения растений. Это сокращает генетическое разнообразие, полученное от этого вида растений, чтобы выбрать желаемые черты, которые улучшат приспособленность особей. Использование этого метода снижает потребность в разведении нескольких поколений растений для получения поколения, однородного по желаемым признакам, тем самым экономя много времени по сравнению с естественной версией того же процесса. Существует множество методов культивирования растительной ткани, которые можно использовать для получения гаплоидных растений, но культивирование микроспор в настоящее время является наиболее перспективным для получения наибольшего их количества.[11]

Генетическая модификация

Основная статья: Трансгенные растения

Генетическая модификация растений достигается путем добавления определенного гена или генов к растению или путем выключения гена с помощью РНКи, чтобы произвести желаемый фенотип. Растения, полученные в результате добавления гена, часто называют трансгенные растения. Если для генетической модификации используются гены вида или скрещиваемого растения под контролем их нативного промотора, то они называются цисгенные растения. Иногда генетическая модификация может дать растение с желаемым признаком или чертами быстрее, чем при классической селекции, потому что большая часть генома растения не изменяется.

Чтобы генетически модифицировать растение, генетическая конструкция должна быть разработана таким образом, чтобы ген, который нужно добавить или удалить, экспрессировался растением. Для этого промоутер водить транскрипция и последовательность терминации, чтобы остановить транскрипцию нового гена, и ген или гены, представляющие интерес, должны быть введены в растение. Также включен маркер для отбора трансформированных растений. в лаборатория, устойчивость к антибиотикам является обычно используемым маркером: растения, которые были успешно трансформированы, будут расти на средах, содержащих антибиотики; растения, которые не были преобразованы, погибнут. В некоторых случаях маркеры для выбора удаляются обратное скрещивание с родительским растением до коммерческого выпуска.

Конструкция может быть вставлена ​​в геном растения с помощью генетическая рекомбинация используя бактерии Agrobacterium tumefaciens или же A. rhizogenes, или прямыми методами, такими как генная пушка или же микроинъекция. Использование растения вирусы вставка генетических конструкций в растения также возможна, но методика ограничена диапазоном хозяев вируса. Например, Вирус мозаики цветной капусты (CaMV) заражает только цветная капуста и родственные виды. Еще одно ограничение вирусных векторов состоит в том, что вирус обычно не передается потомству, поэтому необходимо инокулировать каждое растение.

Большинство коммерчески выпускаемых трансгенных растений в настоящее время ограничено растениями, которые обладают устойчивостью к насекомое вредители и гербициды. Устойчивость к насекомым достигается за счет включения гена из Bacillus thuringiensis (Bt), который кодирует белок это токсично для некоторых насекомых. Например, хлопковая совка, распространенный вредитель хлопка, питается Bt хлопок он проглотит токсин и умрет. Гербициды обычно действуют, связываясь с определенными ферментами растений и подавляя их действие.[13] Ферменты, которые ингибирует гербицид, известны как гербициды. целевой сайт. Устойчивость к гербицидам может быть придана культурам путем выражения версии целевой сайт белок, который не ингибируется гербицидом. Это метод, используемый для получения устойчивого к глифосату ("Сводка новостей готова ") культурные растения.

Генетическая модификация может еще больше повысить урожайность за счет повышения стрессоустойчивости в данной среде. Стрессы, такие как колебания температуры, передаются растению через каскад сигнальных молекул, которые активируют фактор транскрипции регулировать экспрессия гена. Было показано, что сверхэкспрессия определенных генов, участвующих в акклиматизации к холоду, вызывает большую устойчивость к замораживанию, что является одной из частых причин потери урожая.[14]

Генетическая модификация растений, способных производить фармацевтические препараты (и промышленные химикаты), иногда называемые фарминг, является довольно радикально новым направлением селекции растений.[15]

Проблемы и опасения

Современное растениеводство, будь то классическое или с помощью генной инженерии, связано с проблемами, вызывающими озабоченность, особенно в отношении продовольственных культур. Вопрос о том, может ли разведение отрицательно сказаться на питательный значение является центральным в этом отношении. Хотя прямых исследований в этой области было проведено относительно мало, есть научные указания на то, что, отдавая предпочтение определенным аспектам развития растения, другие аспекты могут быть замедлены. Исследование, опубликованное в Журнал Американского колледжа питания в 2004 году под названием Изменения в данных о составе пищевых продуктов Министерства сельского хозяйства США для 43 садовых культур с 1950 по 1999 гг., сравнили пищевой анализ овощи сделано в 1950 и 1999 годах, и было обнаружено существенное сокращение в шести из 13 питательные вещества измерено, в том числе 6% белок и 38% рибофлавин. Снижение кальций, фосфор, утюг и аскорбиновая кислота также были найдены. Исследование, проведенное в Биохимическом институте, Техасский университет в Остине, резюмируем: «Мы полагаем, что любое реальное снижение, как правило, легче всего объяснить изменениями в культивируемых сортах в период с 1950 по 1999 год, при которых возможны компромиссы между урожай и содержание питательных веществ ".[16]

Дебаты вокруг генетически модифицированных продуктов питания в 1990-х годах достигли пика в 1999 году с точки зрения освещения в СМИ и восприятия риска.[17] и продолжается сегодня - например, "Германия поддержала растущий европейский мятеж по генетически модифицированные культуры путем запрета посадки широко выращиваемых устойчивых к вредителям разновидностей кукурузы."[18] Дебаты охватывают экологическое воздействие генетически модифицированных растений, безопасность генетически модифицированная пища и концепции, используемые для оценки безопасности, такие как существенная эквивалентность. Подобные опасения не новы в селекции растений. В большинстве стран действуют нормативные процессы, которые помогают гарантировать, что новые сорта сельскохозяйственных культур, поступающие на рынок, являются безопасными и удовлетворяют потребности фермеров. Примеры включают регистрацию сортов, схемы семян, нормативные разрешения на ГМ-растения и т. Д.

Права селекционеров также является серьезным и спорным вопросом. Сегодня в производстве новых сортов преобладают коммерческие селекционеры, которые стремятся защитить свою работу и собирать роялти посредством национальных и международных соглашений, основанных на права интеллектуальной собственности. Круг связанных вопросов сложен. Проще говоря, критики все более ограничительных правил утверждают, что благодаря сочетанию технического и экономического давления коммерческие селекционеры сокращают биоразнообразие и существенно ограничивает частных лиц (например, фермеров) в разработке и торговле семенами на региональном уровне.[19] Усилия по укреплению прав селекционеров, например, путем увеличения сроков охраны сортов, продолжаются.[нужна цитата ]

При выведении новых пород или культурных сортов растений их необходимо поддерживать и размножать. Одни растения размножают бесполым путем, другие - семенами. Сорта, размножаемые семенами, требуют особого контроля над источником семян и производственными процедурами для поддержания целостности результатов селекции растений. Изоляция необходима для предотвращения перекрестного заражения родственными растениями или смешивания семян после сбора урожая. Изоляция обычно достигается расстоянием между посадками, но для некоторых культур растения помещаются в теплицы или клетки (чаще всего используются при производстве гибридов F1).

Роль селекции растений в органическом сельском хозяйстве

Критики органическое сельское хозяйство утверждают, что он слишком низкоурожайный, чтобы быть жизнеспособной альтернативой традиционному сельскому хозяйству. Однако отчасти такая низкая производительность может быть результатом выращивания плохо адаптированных сортов.[20][21] Подсчитано, что более 95% органического сельского хозяйства основано на традиционно адаптированных сортах, даже несмотря на то, что производственная среда в органических и традиционных системах земледелия значительно отличается из-за их отличительных методов управления.[21] В частности, у органических фермеров меньше ресурсов, чем у традиционных производителей, чтобы контролировать свою производственную среду. Селекция сортов, специально адаптированных к уникальным условиям органического сельского хозяйства, имеет решающее значение для реализации этого сектора в полной мере. Для этого требуется отбор по таким чертам, как:[21]

  • Эффективность использования воды
  • Эффективность использования питательных веществ (особенно азот и фосфор )
  • Конкурентоспособность сорняков
  • Терпимость механическая борьба с сорняками
  • Устойчивость к вредителям / болезням
  • Раннеспелость (как механизм избегания особых стрессов)
  • Устойчивость к абиотическому стрессу (например, засуха, засоление и т. Д.)

В настоящее время немногие селекционные программы направлены на органическое сельское хозяйство, и до недавнего времени те, которые действительно касались этого сектора, в основном полагались на косвенный отбор (то есть отбор в традиционных средах по признакам, которые считаются важными для органического сельского хозяйства). Однако, поскольку разница между органической и обычной средами велика, данное генотип может работать по-разному в каждой среде из-за взаимодействия между генами и окружающей средой (см. взаимодействие ген-среда ). Если это взаимодействие является достаточно серьезным, важный признак, необходимый для органической среды, может не проявиться в обычной среде, что может привести к отбору плохо адаптированных особей.[20] Чтобы гарантировать выявление наиболее адаптированных сортов, сторонники органической селекции теперь поощряют использование прямого отбора (то есть отбора в целевой среде) по многим агрономическим признакам.

Существует множество классических и современных методов селекции, которые можно использовать для улучшения сельскохозяйственных культур в органическом сельском хозяйстве, несмотря на запрет на генетически модифицированные организмы. Например, контролируемые скрещивания между индивидуумами позволяют рекомбинировать желаемые генетические вариации и передавать их потомству через естественные процессы. Выбор с помощью маркера также может использоваться в качестве диагностического инструмента для облегчения отбора потомства, обладающего желаемым признаком (признаками), что значительно ускоряет процесс разведения.[22] Этот метод оказался особенно полезным для внедрения генов устойчивости в новые фоны, а также для эффективного отбора множества генов устойчивости, объединенных пирамидой в одного человека. К несчастью, молекулярные маркеры в настоящее время недоступны для многих важных черт, особенно сложных, контролируемых многими генами.

Разведение и продовольственная безопасность

Чтобы сельское хозяйство процветало в будущем, необходимо внести изменения для решения возникающих глобальных проблем. Эти проблемы включают нехватку пахотных земель, все более суровые условия возделывания сельскохозяйственных культур и необходимость поддержания продовольственной безопасности, что предполагает возможность обеспечить население мира достаточным питанием. Культуры должны иметь возможность созревать в различных средах, чтобы обеспечить доступ во всем мире, что предполагает решение проблем, включая устойчивость к засухе. Было высказано предположение, что глобальные решения достижимы посредством процесса селекции растений, с его способностью отбирать определенные гены, позволяющие культурам работать на уровне, который дает желаемые результаты.[23]

Урожай

С увеличением населения необходимо увеличивать производство продуктов питания. По оценкам, к 2050 году необходимо увеличить производство продуктов питания на 70%, чтобы выполнить Декларацию Всемирного саммита по продовольственной безопасности. Но в связи с деградацией сельскохозяйственных земель простое выращивание сельскохозяйственных культур больше не является жизнеспособным вариантом. В некоторых случаях новые сорта растений могут быть выведены путем селекции растений, которые обеспечивают повышение урожайности, не полагаясь на увеличение площади земель. Пример этого можно увидеть в Азии, где производство продуктов питания на душу населения увеличилось вдвое. Это было достигнуто не только за счет использования удобрений, но и за счет использования более качественных культур, специально созданных для данной местности.[24][25]

Пищевая ценность

Селекция растений может способствовать глобальной продовольственной безопасности, поскольку это рентабельный инструмент повышения питательной ценности кормов и сельскохозяйственных культур. Повышение пищевой ценности кормовых культур за счет использования аналитической химии и технологии ферментации рубца было зарегистрировано с 1960 года; Эта наука и технология дали селекционерам возможность проверять тысячи образцов за небольшой промежуток времени, а это значит, что селекционеры могли быстрее идентифицировать высокопроизводительный гибрид. Генетическое улучшение заключалось в основном в усвояемости сухого вещества in vitro (IVDMD), что привело к увеличению на 0,7-2,5%, при увеличении IVDMD всего на 1% один Bos Taurus, также известный как мясной скот, сообщил об увеличении суточного прироста на 3,2%. Это улучшение указывает на то, что селекция растений является важным инструментом для того, чтобы сельское хозяйство будущего работало на более продвинутом уровне.[26]

Экологические стрессоры

Селекция гибридных культур стала чрезвычайно популярной во всем мире в борьбе с суровыми условиями окружающей среды. Из-за продолжительных периодов засухи и отсутствия воды или азота устойчивость к стрессу стала важной частью сельского хозяйства.[требуется разъяснение ] Селекционеры сосредоточили свое внимание на определении культур, которые обеспечат урожайность в этих условиях; способ добиться этого - найти сорта культуры, устойчивые к засушливым условиям с низким содержанием азота. Из этого очевидно, что селекция растений имеет жизненно важное значение для выживания сельского хозяйства будущего, поскольку позволяет фермерам выращивать устойчивые к стрессу культуры, что способствует повышению продовольственной безопасности.[27]В странах с суровыми зимами, таких как Исландия, Германия и дальше на восток Европы, селекционеры занимаются селекцией на устойчивость к морозам, постоянному снежному покрову, морозно-засухе (высыхание от ветра и солнечной радиации под морозом) и высоким уровням влажности. в почве зимой.[28]

Совместная селекция растений

Совместное селекция растений (PPB) - это когда фермеры участвуют в программе улучшения сельскохозяйственных культур с возможностью принимать решения и вносить свой вклад в исследовательский процесс на разных этапах.[29][30][31] Совместные подходы к улучшению сельскохозяйственных культур могут также применяться, когда биотехнологии растений используются для улучшения сельскохозяйственных культур.[32] Местные сельскохозяйственные системы и генетическое разнообразие развиваются и укрепляются за счет улучшения сельскохозяйственных культур, в котором совместное улучшение сельскохозяйственных культур (PCI) играет большую роль. PPB повышается за счет знаний фермеров о требуемом качестве и оценке целевой среды, которая влияет на эффективность PPB.[33]

Список известных селекционеров растений

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Селекция полевых культур. 1995. Sleper and Poehlman. Стр. 3
  2. ^ а б Хартунг, Франк; Шиманн, Иоахим (2014). «Точная селекция растений с использованием новых методов редактирования генома: возможности, безопасность и регулирование в ЕС». Журнал растений. 78 (5): 742–752. Дои:10.1111 / tpj.12413. PMID  24330272.
  3. ^ Вилли Х. Верхей, изд. (2010). «Селекция и генетика». Почвы, рост растений и растениеводство Том I. Издательство Eolss. п. 185. ISBN  978-1-84826-367-3.
  4. ^ Piperno, D. R .; Ranere, A.J .; Holst, I .; Iriarte, J .; Дикау, Р. (2009). «Крахмальные зерна и фитолиты кукурузы начала девятого тысячелетия до н.э. из долины реки Центральный Бальзас, Мексика». PNAS. 106 (13): 5019–5024. Bibcode:2009PNAS..106.5019P. Дои:10.1073 / pnas.0812525106. ЧВК  2664021. PMID  19307570.
  5. ^ Мэн, Чао; Сюй, Донг; Сын, Ён-Джун и Кубота, Кьери (2012). «Анализ экономической целесообразности на основе моделирования технологии прививки для операции размножения». В Lim, G. & Herrmann, J.W. (ред.). Материалы конференции по исследованиям в области промышленной и системной инженерии 2012 г.. Ежегодная конференция IIE. Норкросс: Институт промышленных инженеров.
  6. ^ Mudge, K .; Яник, Дж .; Scofield, S .; Гольдшмидт, Э. (2009). История прививки (PDF). Отзывы о садоводстве. 35. С. 449–475. Дои:10.1002 / 9780470593776.ch9. ISBN  9780470593776.
  7. ^ Деппе, Кэрол (2000). Выращивайте собственные сорта овощей. Chelsea Green Publishing. | page = 237-244
  8. ^ "Селекция растений". Архивировано из оригинал 21.10.2013.
  9. ^ Каталог семян весны 1899, Gartons Limited
  10. ^ Ноэль Кингсбери (2009). Гибрид: история и наука селекции растений. Издательство Чикагского университета. п. 140. ISBN  9780226437057.
  11. ^ а б Каша, Кен (1999). «Биотехнология и мировое продовольственное обеспечение». Геном. 42 (4): 642–645. Дои:10.1139 / g99-043. PMID  10464788.
  12. ^ «Обратное разведение». wipo.int.
  13. ^ Морленд Д. Э. (1980). «Механизмы действия гербицидов». Ежегодный обзор физиологии растений. 31 (1): 597–638. Дои:10.1146 / annurev.pp.31.060180.003121.
  14. ^ Ван, Ванся; Винокур, Бася; Альтманн, Ари (2003). «Реакция растений на засуху, засоление и экстремальные температуры: к генной инженерии для устойчивости к стрессу». Planta. 218 (1): 1–14. Дои:10.1007 / s00425-003-1105-5. PMID  14513379. S2CID  24400025.
  15. ^ Сьюзи Ки; Джулиан К.-Си Ма и Паскаль М. В. Дрейк (1 июня 2008 г.). «Генетически модифицированные растения и здоровье человека». Журнал Королевского медицинского общества. 101 (6): 290–298. Дои:10.1258 / jrsm.2008.070372. ЧВК  2408621. PMID  18515776.
  16. ^ Дэвис, Д.Р .; Epp, M.D .; Риордан, Х. (2004). «Изменения в данных о составе пищевых продуктов Министерства сельского хозяйства США для 43 садовых культур с 1950 по 1999 годы». Журнал Американского колледжа питания. 23 (6): 669–682. Дои:10.1080/07315724.2004.10719409. PMID  15637215. S2CID  13595345.
  17. ^ Коста-Фонт, Дж .; Моссиалос, Э. (2007). «Являются ли представления о« рисках »и« преимуществах »генетически модифицированных продуктов зависимыми?». Качество еды и предпочтения. 18 (2): 173–182. Дои:10.1016 / j.foodqual.2005.09.013.
  18. ^ Конноли, Кейт (2009-04-14). «Германия наносит удар по ГМ-культурам». Хранитель. Получено 2009-06-25.
  19. ^ Luby, C.H .; Kloppenburg, J .; Michaels, T. E .; Гольдман, И. Л. (2015). «Расширение свободы работы для селекционеров и фермеров с помощью селекции растений с открытым исходным кодом». Растениеводство. 55 (6): 2481–2488. Дои:10.2135 / cropci2014.10.0708 - через цифровую библиотеку ACSESS.
  20. ^ а б Мерфи, Кевин М .; КГ. Кэмпбелл; S.R. Лион; С.С. Джонс (2007). «Доказательства адаптации сортов к системам органического земледелия». Исследования полевых культур. 102 (3): 172–177. Дои:10.1016 / j.fcr.2007.03.011.
  21. ^ а б c Ламмертс ван Бюрен, E.T .; С.С. Джонс; Л. Тамм; К.М. Мерфи; Дж. Р. Майерс; К. Лейферт; М.М. Мессмер (2010). «Необходимость выведения сортов сельскохозяйственных культур, подходящих для органического земледелия, на примере пшеницы, помидоров и брокколи: обзор». NJAS- Wageningen Journal of Life Sciences. 58 (3–4): 193–205. Дои:10.1016 / j.njas.2010.04.001.
  22. ^ Lammerts van Bueren, E.T .; Г. Бэкес; Х. де Вринд; Х. Остергард (2010). «Роль молекулярных маркеров и маркеров в селекции для органического сельского хозяйства». Euphytica. 175: 51–64. Дои:10.1007 / s10681-010-0169-0.
  23. ^ Родос (2013). «Рассмотрение потенциала селективного селекционного подхода в устойчивом сельском хозяйстве». Международный журнал сельскохозяйственных исследований. 42 (12).
  24. ^ Тестировщик, Марк; Лэнгридж, Питер (февраль 2010 г.). «Селекционные технологии для увеличения урожайности в меняющемся мире». Наука. 327 (5967): 818–822. Bibcode:2010Sci ... 327..818T. Дои:10.1126 / science.1183700. PMID  20150489. S2CID  9468220.
  25. ^ Хаддад, Лоуренс; Годфрей, Х. Чарльз Дж .; Беддингтон, Джон Р .; Crute, Ian R .; Лоуренс, Дэвид; Мьюир, Джеймс Ф .; Милашка, Жюль; Робинсон, Шерман; Томас, Сэнди М .; Тулмин, Камилла (12 февраля 2010 г.). «Продовольственная безопасность: задача прокормить 9 миллиардов человек». Наука. 327 (5967): 812–818. Bibcode:2010Sci ... 327..812G. Дои:10.1126 / science.1185383. PMID  20110467.
  26. ^ Банцигер (2000). Селекция кукурузы на устойчивость к засухе и азотному стрессу: от теории к практике. От теории к практике. С. 7–9. ISBN  9789706480460. Получено 2013-11-07.
  27. ^ Casler, Vogal, M.K. (Январь – февраль 1999 г.). «Достижения и влияние селекции на повышение питательной ценности кормов». Растениеводство. 39 (1): 12–20. Дои:10.2135 / сельскохозяйственных культурci1999.0011183x003900010003x.
  28. ^ Link, W .; Балко, Ц .; Стоддард, Ф .; Зимостойкость бобов бобов: физиология и селекция. Исследования полевых культур (5 февраля 2010 г.). 115 (3): 287-296, стр. 289 |https://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2008.08.004
  29. ^ «Программа PRGA». Программа PRGA.
  30. ^ Sperling et al. 2001. Структура для анализа подходов и результатов селекции растений. [1][постоянная мертвая ссылка ]
  31. ^ Ceccarelli 2001. Децентрализованная селекция растений: адаптация сельскохозяйственных культур к окружающей среде и клиентам [2]
  32. ^ Thro A и Spillane C (2000). «Совместное селекция растений с помощью биотехнологий: дополнение или противоречие?» (PDF). Общесистемная программа КГМСИ по совместным исследованиям и гендерному анализу для развития технологий и институциональных инноваций. Рабочий документ № 4 апреля 2000 г .: 140.
  33. ^ Elings, A .; Almekinders, C.J.M .; Стам, П. (декабрь 2001 г.). «Введение: зачем сосредотачивать внимание на совместном селекции растений». Euphytica. 122 (3): 423–424. Дои:10.1023 / А: 1017923423714. S2CID  25146186.

Общий

внешняя ссылка